Esta aula é a primeira de uma seqüência de 12 aulas que têm como objetivo geral integrar os conteúdos sobre a água, o ar e o solo com a fisiologia vegetal no ensino fundamental. Assim os conceitos centrais desses conteúdos são trabalhados de forma que os alunos possam compreendê-los como componentes abióticos dos ambientes que estão em permanente interação com os elementos vivos (componentes bióticos). A integração desses conteúdos se dá visando a compreensão da vida vegetal nas relações que as plantas estabelecem com a água, o ar e os solos para realizarem o processo da fotossíntese. Neste bloco de aulas a fotossíntese deve ser compreendida como um processo de transformação de substâncias do ambiente em matéria orgânica. Outro objetivo geral subjacente a este bloco refere-se à compreensão da Ciência como artefato humano. Assim, também são apresentados elementos de história da Ciência e experimentos, valorizando o confronto de idéias de antigos cientistas com a interpretação que os alunos fazem sobre o que observam durante as atividades práticas. No caso específico desta primeira aula o aluno poderá conhecer as principais características dos solos, tais como: estrutura, capacidade de retenção de água e matéria orgânica. A partir desta prática, o aluno poderá conhecer os tipos de solos e refletir sobre a sua importância para o desenvolvimento das plantas.

É importante que o aluno já tenha tido contato com os conteúdos relativos ao processo de formação dos solos e tenha uma compreensão deste como um dos compartimentos de reserva de água no ciclo hidrológico.

Esta aula pode ser desenvolvida em dois momentos: uma sondagem e um experimento

Atividade 1- Sondagem

No primeiro momento o professor pode começar a aula debatendo os conhecimentos dos alunos em relação à formação dos solos, a existência de diferentes tipos de solos e a sua importância para a vegetação. Neste debate o professor pode indagar os alunos sobre questões como, por exemplo: Vocês já perceberam que em uma praia, quando a onda do mar avança, a água penetra rapidamente na areia? E quando chove em uma estrada de terra, por exemplo, a água fica retida na superfície formando poças?

Esta sondagem também pode ser realizada utilizando imagens de diferentes ambientes presentes em livros didáticos ou textos que descrevem suas características, acompanhada de indagações que permitam aos alunos pensarem e perceberem essas diferenças.                          

Textos didáticos sobre as diferenças entre ambientes – Mata Atlântica, Restinga e Manguezal estão disponíveis em:

http://www.cap.ufrj.br/materialdidatico.html

Convém ressaltar que a sondagem não é uma simples introdução da aula, ela é fundamental para que os alunos estabeleçam relações entre o que é observado nos resultados da atividade prática subseqüente e suas impressões no cotidiano. Por isso, durante a sua realização o professor deve atuar sempre mediando as observações dos alunos e os aspectos relevantes do debate realizado anteriormente.

Após esse levantamento inicial a segunda atividade consiste em uma prática para conhecer um pouco mais as características do solo e relaciona-las com as questões debatidas na sondagem.

Atividade 2 - Experimento

Material necessário por grupo: areia; argila; terra preta; água; 1 lamparina; 3 tubos de ensaio; 1 pregador de madeira para tubos de ensaio (tipo prendedor de roupa); 3 copinhos de café (50 mL); 10 copos plástico transparentes de mesmo volume; lupa; 3 funis; 3 colheres pequenas; folha de papel.

Observação: A divisão dos grupos será determinada pela disponibilidade dos materiais necessários (principalmente lamparina e lupa)

Abaixo estão apresentadas as etapas da atividade prática proposta. O professor pode utilizá-la como uma referência para elaborar seu roteiro de aula prática, adaptando-a a seus objetivos e demandas.

Etapa 1) Coloque um pouco dos três tipos de solo (argila, areia e terra preta) na folha de papel.
a) Olhe com a lupa os solos no papel.
b) Toque e sinta os solos.
c) Esfregue-os no papel.

Que diferenças foram observadas ?
Comentário: Durante a observação o professor pode problematizar com alunos que os grãos de areia possuem tamanhos( granulometria) maiores. A granulometria da argila é menor (“suja o papel). A terra preta apresenta uma mistura de tamanhos dos grãos e substância cimentante (matéria orgânica).

Etapa 2) Coloque dois dedos de cada material em três tubos de ensaio separadamente.
a) Fixe os tubos com pregadores e aqueça, com cuidado, na chama da lamparina. Primeiro a areia, depois a argila e por último a terra preta. Vire a boca do tubo em uma direção em que não tenha ninguém.
b) Observe o início do aquecimento na parte superior dos três tubos. O que é percebido?
Comentário: Percebe-se a formação de gotículas de água na parte superior do tubo. Essa água é proveniente do solo de cada tubo. Além disso, é possível que o material fique separado por uma camada de ar.
c) Sinta o cheiro dos solos enquanto estão sendo queimados.
Como você pode explicar este cheiro?
Comentário: O cheiro que sentimos na amostra de terra preta é proveniente da queima da matéria orgânica.

Etapa 3) Coloque algodão no fundo dos funis.
a) Coloque um copinho de café dos três tipos de materiais nos funis separadamente.
b) Coloque os funis sobre os copos.
c) Jogue água dentro deles, ao mesmo tempo (duas p essoas).
Em qual deles a água passa mais rápido? Por quê? Por que nos outros demorou mais?
Comentário: A água passará mais rápido pela areia, intermediariamente pela terra preta, e lentamente pela argila (possivelmente empoçando). A terra preta, além de possuir grãos de vários tamanhos, pode conter pequenas raízes e restos de animais mortos que podem funcionar como rede/trama. Nesse momento o professor pode levar os alunos a compararem essa trama que se formou com o as raízes das árvores e ressaltar sua importância na aeração do solo.

Etapa 4) Coloque a quantidade de um copinho de café dos três tipos de materiais em copos plásticos separadamente.
a) Encha-os com água, nem muito rápido e nem muito devagar, mas ao mesmo tempo. (duas pessoas)
B) Observe atentamente enquanto joga água.
O que aconteceu? Como você explicaria essa diferença entre os materiais ?
Comentário: Na areia, a água penetra sem dificuldade. Na argila, olhando o copo lateralmente, percebe-se que a água penetra pouco (mudança de cor) e empoça. Na terra preta, a água é absorvida aos poucos e ocorre a separação entre a matéria mineral e orgânica (flutuante)

Etapa 5) Junte os três tipos de materiais no mesmo copo plástico.
a) Adicione água
b) Misturo-os bem.
C) Deixe em repouso e observe o que acontece.
De que forma os solos se depositaram? Por quê? Depois da deposição a água voltou a ser transparente?
Comentário: A deposição ocorrerá em função do peso do material. Novamente, percebe-se a separação da matéria mineral e orgânica (flutuante). A cor escura da água é decorrente da lixiviação( lavagem) dos ácidos húmicos derivados da matéria orgânica em decomposição.

Etapa 6) A partir das observações feitas, Qual seria o solo ideal para o plantio? Por quê?
Comentários: A terra preta é a mais recomendada, pois apresenta propriedades intermediárias de porosidade do solo, retenção de água, além da disponibilidade de matéria orgânica.

Os comentários apresentados até aqui estão ancorados nos objetivos de levar o aluno a compreender a importância do solo na disponibilidade de água e nutrientes para as plantas. Este conhecimento será necessário para dar continuidade as atividades do bloco de aulas sobre nutrição vegetal/fotossíntese aqui proposto.
No entanto o professor pode expandir a discussão dos resultados observados no experimento para explorar conteúdos referentes a composição dos solo em diferentes ambientes, relacionando-o com o clima e bioma.
O professor pode utilizar essa aula para discutir/ revisar o processo de formação de solos, erosão, intemperismo, dinâmicas geológicas de formação dos solos.
Cabe ressaltar que o solo é uma mistura desses materiais em diferentes proporções. Existem ambientes com solos de predominância arenosa e/ou argilosa. Cada tipo de solo, juntamente com o clima e outros fatores formam um conjunto de fatores limitantes que definem a presença de determinadas plantas, compondo a paisagem dos diferentes ecossistemas dentro de um mesmo bioma. Na Mata Atlântica temos a formação de vegetações específicas como a restinga e o manguezal. No Cerrado temos a formação de matas de galeria, campo limpo e cerradão.
Essa análise pode ser adaptada para o ambiente local que o professor estiver explorando.

Artigos sobre o uso de experimentos de maneira investigativa e problematizadora:

Experimentação e aprendizagem significativa :
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc31_3/08-RSA-4107.pdf

Experimentação problematizadora:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc30/07-PEQ-4708.pdf

Ensino por investigação:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc29/06-RSA-7306.pdf

Relato de outras abordagens para análise da composição do solo:

Experimentos sobre composição dos solos
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/exper2.pdf

Textos sobre os ambientes:

a) Restinga: http://www.cap.ufrj.br/material_didatico/BIOCIENF1C.pdf

b) Mata Atlântica: http://www.cap.ufrj.br/material_didatico/BIOCIENF1B.pdf

c) Manguezal: http://www.cap.ufrj.br/material_didatico/BIOCIENF1A.pdf

Texto paradidático sobre infiltração da água no solo e absorção de água pelas raízes:

Livro: Aventuras de uma gota d´água
Autor Samuel Murgel Branco
Editora Moderna

O aluno pode ser avaliado pela participação e interesse durante a prática. As respostas dadas pelos alunos no roteiro de prática podem ser avaliadas. Sugira uma pesquisa sobre os solos dos ecossistemas restinga, manguezal e mata que incorpore as limitações referentes à disponibilidade de água que esses tipos de solos impõem à vegetação e quais adaptações estas apresentam para sobreviver ali.